题目内容

(2011?泉州模拟)已知某星球的平均密度是地球的n倍,半径是地球的k倍,地球的第一宇宙速度为υ,则该星球的第一宇宙速度为(  )
分析:根据球体体积公式与密度公式的变形公式求出星球的质量;
卫星绕行星表面做圆周运动的速度是第一宇宙速度,
万有引力提供向心力,由牛顿第二定律列方程求出第一宇宙速度.
解答:解:(1)星球的质量M=ρV=ρ×
4
3
π
r3=
4
3
π
ρr3
行星与地球的质量之比:
M行星
M地球
=
4
3
πρ行星
r
3
行星
4
3
πρ地球
r
3
地球
=
nρ地球(kr地球)3
ρ地球
r
3
地球
=
nk3
1

(2)设卫星的质量为m,由牛顿第二定律可得:
G
mM
r2
=m
v2
r
,第一宇宙速度v=
GM
r

行星的第一宇宙速度v与地球的第一宇宙速度u之比:
v
u
=
GM行星
r行星
GM地球
r地球
=
M行星r地球
M地球r行星
=
nk3
1
×
r地球
kr地球
=
n
k,
所以v=
n
kυ,故ABD错误,C正确;
故选C.
点评:本题难度不大,知道什么是第一宇宙速度、熟练应用万有引力公式、牛顿第二定律即可正确解题.
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